为了实现电力电缆线路短路故障的精确定位，改进了双端行波故障的定位原理。替了仅需要本地时钟同步的传统两终端长距离同步方法，而是从主要层面解决了两终端行波方法的同步问题。进的故障定位方法仅涉及行进的故障波到达电缆线路两端的监视点。差是关联的。且使用标准化的故障点判据代替特定的数值判据，从而减少了对线路电气参数精度的依赖性。此，该改进方法具有较高的故障定位精度。用PSCAD软件对电缆线的双端结构进行仿真，结果表明，改进的方法具有更高的定位精度和在任何故障点位置的故障定位精度。传统的双端行波法要好。
了缩短电力电缆线故障后停电后的恢复时间，大量研究人员对故障定位算法进行了研究[1-3]，其中行波法被认为是一种更有前途的应用。对称行波法和双重行波法是行波法中使用最广泛的方法。些方法各有优点，缺点和范围，对于操作和维护人员来说，正确选择这些方法更加困难。典的非对称行波方法不依赖数据同步，而是必须检测从故障点反射的行波的到达时间[2]。管传统的两端方法仅需要检测入射在两个线路终端的行波，但它依赖于数据同步[2] [3]。外，传统的单行或双行波方法的定位精度本质上对线路参数非常敏感。路参数不正确对行波速度计算误差影响较大，定位误差较大。近已经报道了一些不依赖于两端子/多端子同步或线路参数的研究。[4]中，除了检测行进两端的行波的到达时间以外，还必须从故障点检测反射波的到达时间。参考端处产生双故障，而与行进故障波的传播速度无关。位公式不取决于电源线的参数。是，此方法依赖于两端同步的准确性。[5]和[6]中，非对称和双行波定位方法考虑了应用中通信系统的延迟效应。两个文档中的算法使用本地故障定位时钟作为参考时间。且通过补偿通信通道的延迟来同步远程数据。样在文献[5]中，还提出了一种基于通信系统的故障定位应用解决方案，该解决方案具有高概率且时延可变性可忽略不计，从而消除了诸如全球通用等外部公共时间参考的需求。位系统（GPS）请求[7]，但仍需要知道故障行波的传播速度。文献[8]中，提出了一种仅需要检测行波地面模式分量和线路模式分量的故障定位方法。既不使用有关有缺陷行波传播速度的信息，也不需要数据同步。是，在分析行进故障波的接地模式分量和线路模式分量时，该算法仅适用于金属接地故障。献[9]提出了一种非对称行波定位方法，该方法不需要知道故障行波的传播速度，也不需要两端的数据同步。是，它使用第一行进故障波的到达时间以及故障点与远程线路终端的第二次和第三次连续反射之间的到达时间作为时间差。远端反射的波被衰减或不存在（例如当三相线导体断开时），无法使用此方法。文提供了一种定位双端行波短路故障的改进方法，克服了上述缺点。据第一行进故障波的到达时间与从各线路终端到反射点的反射波的连续到达时间之间的时间差，计算故障位置。认。此，提出的故障定位准则既不依赖于外部公共时间基准也不依赖行波的精确传播速度，因此不需要数据同步和精确的线路电参数。波法检测瞬态行波在母线和故障点之间的故障线上的传播时间，以进行故障定位。的基本原理[10]用等式（1）表示，其中x表示故障点朝向线的距离。终端检测点的距离，v表示行波的传播速度，t表示行波的到达时间。
式（1）也是非对称行波方法的基本原理。想情况下，如果在故障点或相邻线路处没有向波的末端折射的波，则可以使用公式（1）计算故障的确切位置。1给出了行波故障定位方法的基本原理，其中M和N代表线路两端的母线，这也是故障信号检测的位置。L代表电源线的长度； Madj和Nadj代表线M的端点M的接近度，N代表故障点的位置，DMF代表电力线的MF部分的长度； DNF代表电线的NF截面的长度； tM代表故障行波到达端子M的时间，tN代表故障行波到达端子N的时间。是，如果有来自检测点附近总线的反射波，这可能会导致故障定位错误。如，从故障点反射的第二波的到达时间tMr可以与折射波在故障点处的到达时间tMt或故障点的到达时间tMa混淆。自相邻总线的反射波[11]；同样，tNr可以与tNt或tNa混淆。于这种类型的问题，将行波定位在等式（2）和（3）所示的两个终端处的原理[12]提供了一种解决方案，因为它足以识别出第一波l的时刻。进的故障波到达两端。而，双端行波法需要精确的计算（tM-tN），这需要使主体和远程信号传感器的时钟同步，并且难以实现时钟的精确同步。际获取，并且所有段的时间戳信号丢失，这将导致故障查找方法失败。外，行波传播速度[13]，其中L0代表线路每单位长度的电感，C0代表线路每单位长度的电容。
波传播速度v接近光速，缺少线路参数会导致行波传播速度的计算不正确，从而导致更大的故障定位误差。见的典型电力电缆结构主要包括：110 kV及以上的高压单导体电缆结构和10至35 kV的中压三导体电缆结构，如图2所示。架空线不同，电力电缆线具有多层绝缘和金属结构，这使线路参数的计算变得复杂。电源线典型结构的进一步分析表明，如图2（a）所示，由于单芯电缆的金属护套有效接地，因此金属护套的电位接近正常运行期间接地，负载电流流经电缆的芯线。电缆横截面上的电场方向如图E所示，磁场方向如图2（a）所示，能量传递的坡印廷方向为E× H，并且动力传递位置是两层金属之间的主要绝缘位置。电缆线的任何位置发生短路故障时，故障信号都会在芯线和金属护套上反射。此，故障信号的第一波在金属芯或护套上的到达时间是相同的。了安全和方便起见，该项目将通过监视保护层的接地电流来获取故障信号。于三芯电缆结构，金属护套和金属铠装层相互接触并在相同的接地点接地。于三芯电缆的短路故障，监视护套的接地电流具有与单芯电缆类似的效果。于在线路两端的接地点处监视的包层电流的时间延迟不同，因此会产生一个额外的时间差，如公式（7）所示。中，它表示到达线路两端的行进故障波之间的时间差的绝对值，由通信系统的延迟引起的时间差以及信号传播速度的近似值行进的浪潮。于硬连线，单位长度的电容通常较大，粗略估计，可以将其大致视为光速的50％[17]。信系统本身通常还包含不可预测的延迟抖动[18]。迟抖动通常是由数据包的过载引起的，而专门为传输错误数据而设计的通信链路通常不会过载[19]。序问题不是本文重点，因此这里忽略了延迟抖动。了最小化误差，首先使用不同的和值来预先计算到故障点的距离。设总和值包含最大和最小可能值的限制范围。本文中，它的定义是在-2μs和 2μs之间[20]，该值定义为光速的45％〜55％[21]。
设定范围内，到故障点距离的最大值和最小值预先计算为dmax和dmin。式（8）和公式（9）中给出了反射波到达线路终端监视故障点的到达时间的最大值，该公式代表设定值的平均值。射波到达故障点的时间必须在公式（8）和公式（9）的计算结果之间。文使用PSCAD软件来模拟如图3所示的电源系统的结构，并验证所提出的故障定位方法。于长度超过1200米的高压电缆，通常使用互连结构，并且故障部分保护层的电流大致相反。流传感器安装在每个接地盒和接线盒的位置。障定位器系统可以快速定位故障部分（即使有几个完整的互连部分）。于此，本文档将执行准确的故障定位，并使用如图3所示的电源系统执行仿真检查。监控电缆线的MN部分定义为总长度L = 20 km，包括几个完整的互连部分。在M和N端有两个相邻的母线，分别标记为Madj1，Madj2，Nadj1和Nadj2。断点的距离为l1 = 2 km，l2 = 5 km，l3 = 1.5 km，l4 = 3.5 km，从F点到M点的长度d分别设置为2×18 km。
择一个典型的电缆交联聚乙烯材料参数，设置其相对介电常数r = 4.1，单位长度电感L0 = 1.68×10-7 H / m，单位长度电容C0 = 2.72×10- 10 F / m时，行波传播速度v = 1.48×108 m / s。4显示了识别反射波tMr到达M端故障点的时间的效果，在端子M处监视了多个行波峰，第一个峰对应于默认行波的首次到达时间，以及在第一个峰值之后的几个峰值中，如果到达时间在时间间隔（tMr，min，tMr，max]中，则可以确定为在上述电缆系统的结构和参数下的精确识别率如图5所示。图5中，横坐标表示故障点可能出现的不同位置通过上述方法正确识别的故障点反射波用1表示，否则用0表示。图中，PtMr表示波的识别在断点处反射可以看出，在该点处反射的波的第一到达时间tMr默认int可以正确识别。是当故障点的位置在1.2〜2.9 km时，相邻母线Madj1上反射波的到达时间tMa1也被认为是故障点的到达时间。层处的反射波；当故障点位置在4.5〜5.7 km时，相邻母线Madj2上的反射波tMa2的到达时间也确定为波在故障点反射。其他情况下，判断不会有错误。果在间隔[tMr，min，tMr，max]，时间d中监视的故障电流信号中有多个峰值到达时间，则对这些可能的误判间隔进行进一步分析可以对到达的间隔进行平均，然后在图6中显示绝对误差分布。图5和图6所示，当故障点和监视点之间的距离接近于相邻母线到监测点之间的距离，该故障定位方法的绝对误差较大，最大误差在500m以内，定位误差与传统方法的比较双端行波如图7所示。图7中，Er表示本文中故障定位方法的最大定位误差的绝对值，而ErTW表示故障定位方法的最大定位误差的绝对值。位误差传统双端行波方法的最大优点。传统的二端行波方法相比，本文提出的故障定位方法在线路参数不准确或线路参数不准确时，在任何故障位置均优于传统的二端行波方法。一个延迟。图5-7所示的结果中，以一端（M端）的监测结果为例，计算出定位结果。线的另一端（M端）也将得到类似的结果，但是定位误差的中心点与邻近总线的另一端与N端之间的距离有关。两端相邻母线之间的距离与监控点之间的距离明显不同时，可以比较两端的故障定位结果，以进行相互验证，得出正确的结果。相邻的母排彼此相邻或彼此靠近的情况下，该方法的最大定位误差的绝对值将不大于非对称行波方法的绝对值。进了传统双终端行波方法的故障定位方法，提出了标准化的故障定位准则。准则解决了传统双终端行波方法固有的时间同步问题，并且不需要精确的线路参数。道了确切的线长，就可以精确地确定故障点和监视点之间的距离。定位系统的延迟未知且缺少精确的线参数时，定位误差严格优于传统的双端行波定律。
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